第七章加工中心加工工艺.ppt

第七章加工中心加工第七章加工中心加工工艺工艺 7.1加工中心工艺特点及其加工对象加工中心工艺特点及其加工对象 711 工艺特点(1)加工精度和质量高。(2)生产效率高。(3)生产效益好。(4)简化了生产调度和管理。7.1.2 加工中心的主要加工对象加工中心的主要加工对象 1既有平面又有孔系的零件(1)箱体类。(2)盘、套、板类零件。7.1.2 加工中心的主要加工对象加工中心的主要加工对象2复杂曲面类零件(1)凸轮类。(2)整体叶轮类。(3)模具类。7.1.2 加工中心的主要加工对象加工中心的主要加工对象3外形不规则零件4周期性投产的零件 5加工精度要求较高和尺寸稳定性好的中小批量零件6新产品试制中的零件 72 加工中心的刀具加工中心的刀具 一、数控加工中心常用的刀具一、数控加工中心常用的刀具1 1钻孔刀具结构及特点钻孔刀具结构及特点普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻、深孔钻普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻、深孔钻.一、数控加工中心常用的刀具一、数控加工中心常用的刀具2扩孔刀具及使用特点 一、数控加工中心常用的刀具一、数控加工中心常用的刀具3 3镗孔刀具结构及特点镗孔刀具结构及特点镗孔刀具结构及特点镗孔刀具结构及特点(1)(1)单刃镗刀单刃镗刀单刃镗刀单刃镗刀,(2),(2)双刃镗刀双刃镗刀双刃镗刀双刃镗刀,(3),(3)微调镗刀微调镗刀微调镗刀微调镗刀 一、数控加工中心常用的刀具一、数控加工中心常用的刀具4铰孔刀具结构及特点 标准铰刀和浮动铰刀一、数控加工中心常用的刀具一、数控加工中心常用的刀具5丝锥 一、数控加工中心常用的刀具一、数控加工中心常用的刀具6孔加工复合刀具 二、加工中心刀具的装夹二、加工中心刀具的装夹 1加工中心刀具定位长度的确定确定刀具定位长度的原则是：在满足零件加工要求的前提下，尽量减小刀具长度，以提高刀具系统的刚性。二、加工中心刀具的装夹二、加工中心刀具的装夹2钻头的装夹过渡套有莫氏1号、2号、3号、4号。二、加工中心刀具的装夹二、加工中心刀具的装夹3 3刀柄刀柄刀柄刀柄加工中心刀柄是机床主轴与刀具之间的连接工具，是加工中加工中心刀柄是机床主轴与刀具之间的连接工具，是加工中加工中心刀柄是机床主轴与刀具之间的连接工具，是加工中加工中心刀柄是机床主轴与刀具之间的连接工具，是加工中心必备的辅具。它除了能够准确地安装各种刀具外，还应心必备的辅具。它除了能够准确地安装各种刀具外，还应心必备的辅具。它除了能够准确地安装各种刀具外，还应心必备的辅具。它除了能够准确地安装各种刀具外，还应满足在机床上的自动松开和拉紧定位、刀库中的储存和识满足在机床上的自动松开和拉紧定位、刀库中的储存和识满足在机床上的自动松开和拉紧定位、刀库中的储存和识满足在机床上的自动松开和拉紧定位、刀库中的储存和识别以及机械手的夹持和搬运等需要。别以及机械手的夹持和搬运等需要。别以及机械手的夹持和搬运等需要。别以及机械手的夹持和搬运等需要。二、加工中心刀具的装夹二、加工中心刀具的装夹n n加工中心上一般采用7：24圆锥刀柄，二、加工中心刀具的装夹二、加工中心刀具的装夹4工具系统(1)整体式结构(2)模块式结构 三、刀库及自动换刀三、刀库及自动换刀(1)(1)日内瓦式刀库日内瓦式刀库 1)1)主轴头回到换刀点。主轴头回到换刀点。2)2)刀库水平移动到换刀点，此时主轴头上的刀柄及刀库水平移动到换刀点，此时主轴头上的刀柄及刀具被放回到刀库的对应位置。刀具被放回到刀库的对应位置。3)3)主轴头升高主轴头升高(或刀库下降或刀库下降)，刀柄及刀具留在刀库，刀柄及刀具留在刀库中。中。4)4)刀库回转，下一把刀柄及刀具对准主轴头的位置刀库回转，下一把刀柄及刀具对准主轴头的位置5)5)主轴头下降主轴头下降(或刀库上升或刀库上升)，刀柄及刀具被主轴抓，刀柄及刀具被主轴抓取。取。6)6)刀库水平移动离开换刀点，换刀动作完成刀库水平移动离开换刀点，换刀动作完成 三、刀库及自动换刀三、刀库及自动换刀三、刀库及自动换刀三、刀库及自动换刀(2)(2)链式刀库链式刀库1)1)主轴头回到换刀点。主轴头回到换刀点。2)2)机械手抓取刀库中的刀柄及刀具和主轴头上的刀机械手抓取刀库中的刀柄及刀具和主轴头上的刀柄及刀具。柄及刀具。3)3)机械手作换位动作，使从刀库中的抓取的刀柄及机械手作换位动作，使从刀库中的抓取的刀柄及刀具对准主轴头，从主轴头上取下的刀柄及刀具刀具对准主轴头，从主轴头上取下的刀柄及刀具对准刀库中的放置位置。对准刀库中的放置位置。4)4)机械手放刀动作，将从刀库中抓取的刀柄及刀具机械手放刀动作，将从刀库中抓取的刀柄及刀具放入主轴头，从主轴头上取下的刀柄及刀具放人放入主轴头，从主轴头上取下的刀柄及刀具放人刀库中的相应位置，机械手回位，换刀动作完成刀库中的相应位置，机械手回位，换刀动作完成 7.3加工中心加工工艺分析加工中心加工工艺分析 731 加工内容的选择(1)尺寸精度要求较高的表面。(2)相互位置精度要求较高的表面。需要多次调整的工件必须在一次装夹中完成各工序的表面。(3)普通机床加工难以保证的复杂曲线、曲面或难以通过测量调整进给的不敞开复杂型腔表面。(4)反复加工相同结构元素的表面。732 加工中心加工零件的工艺加工中心加工零件的工艺分析分析 1 1结构工艺性结构工艺性 (1)(1)加工量要小，以便减少切削加工时间，降低成加工量要小，以便减少切削加工时间，降低成本。本。(2)(2)零件上孔和螺纹的尺寸规格尽可能少，减少钻头、零件上孔和螺纹的尺寸规格尽可能少，减少钻头、铰刀及丝锥等刀具的数量，防止刀库容量不足。铰刀及丝锥等刀具的数量，防止刀库容量不足。(3)(3)零件尺寸尽量标准化，以便采用标准刀具。零件尺寸尽量标准化，以便采用标准刀具。(4)(4)零件加工表面应具有加工的方便性和可能性。零件加工表面应具有加工的方便性和可能性。(5)(5)零件结构应具有足够的刚性，以减少夹紧变形和零件结构应具有足够的刚性，以减少夹紧变形和切削变形。切削变形。732 加工中心加工零件的工艺加工中心加工零件的工艺分析分析2 2定位基准的选择定位基准的选择(1)(1)尽量以零件的设计基准作为定位基准。尽量以零件的设计基准作为定位基准。(2)(2)一次装夹就能够完成全部一次装夹就能够完成全部(大部分大部分)较高精度、较高精度、关键部位的加工。关键部位的加工。(3)(3)当既要加工基准又要完成各工位的加工时，其定当既要加工基准又要完成各工位的加工时，其定位基准的选择需考虑便于各个表面都能被加工的位基准的选择需考虑便于各个表面都能被加工的定位方式定位方式(4)(4)当零件的定位基准与设计基准不重合时，应认真当零件的定位基准与设计基准不重合时，应认真分析装配图样，通过尺寸链的计算，严格规定定分析装配图样，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，以确保加工精位基准与设计基准间的公差范围，以确保加工精度。度。733 加工中心的工艺设计加工中心的工艺设计 1加工方法的选择 加工中心常见的加工表面有平面、平面轮廓、曲面、孔和螺纹等。因此所选的加工方法要与零件的表面特征、所要求达到的精度及表面粗糙度相适应。733 加工中心的工艺设计加工中心的工艺设计2 2加工阶段的划分加工阶段的划分 n n在加工中心上加工的零件，其加工阶段的划分主在加工中心上加工的零件，其加工阶段的划分主要根据零件是否已经过粗加工以及加工质量要求要根据零件是否已经过粗加工以及加工质量要求的高低、毛坯质量的高低和零件批量的大小等因的高低、毛坯质量的高低和零件批量的大小等因素确定。素确定。n n一般情况下，在加工中心上加工的零件已经过粗一般情况下，在加工中心上加工的零件已经过粗加工，加工中心只是完成精加工，所以不必划分加工，加工中心只是完成精加工，所以不必划分加工阶段。只有在加工中心加工之前未经过粗加加工阶段。只有在加工中心加工之前未经过粗加工，且加工质量要求较高的零件，其主要表面才工，且加工质量要求较高的零件，其主要表面才将粗、精加工分开进行。将粗、精加工分开进行。733 加工中心的工艺设计加工中心的工艺设计3 3加工顺序加工顺序(1)(1)若零件的尺寸精度要求较高，考虑零件尺寸精度、若零件的尺寸精度要求较高，考虑零件尺寸精度、零件刚性和变形等因素，则采用同一表面粗加工、零件刚性和变形等因素，则采用同一表面粗加工、半精加工、精加工次序完成。半精加工、精加工次序完成。(2)(2)若零件的加工位置公差要求较高，则全部加工表若零件的加工位置公差要求较高，则全部加工表面按先粗加工，然后半精加工、精加工分开进行。面按先粗加工，然后半精加工、精加工分开进行。(3)(3)在不影响精度的前提下，为了减少换刀次数及空在不影响精度的前提下，为了减少换刀次数及空行程，采取刀具集中原则。行程，采取刀具集中原则。(4)(4)每道工序尽量减少刀具的空行程移动量，按最短每道工序尽量减少刀具的空行程移动量，按最短路线安排加工表面的加工顺序。路线安排加工表面的加工顺序。733 加工中心的工艺设计加工中心的工艺设计4 4加工路线的确定加工路线的确定5 5装夹与夹具装夹与夹具1)1)装夹方案选择应注意的问题装夹方案选择应注意的问题(1)(1)必须保证最小的夹紧变形。必须保证最小的夹紧变形。(2)(2)夹具要尽量使在夹具要尽量使在本次定位装夹中所有需要完成的待加工面充分暴本次定位装夹中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具不能和各工步刀具轨迹发生干涉，露在外，夹具不能和各工步刀具轨迹发生干涉，必须给刀具运动轨迹留有空间。必须给刀具运动轨迹留有空间。(3)(3)考虑机床主考虑机床主轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度。轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度。(4)(4)小型零件或工序不长的零件，可以考虑在工作小型零件或工序不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工，以提高加工效率。台上同时装夹几件进行加工，以提高加工效率。(5)(5)自动换刀和交换工作台时不能与夹具或工件发自动换刀和交换工作台时不能与夹具或工件发生干涉。生干涉。733 加工中心的工艺设计加工中心的工艺设计 2)夹具结构的选择(1)夹具结构应力求紧凑、简单。(2)加工中心的夹具夹紧动作要迅速、准确，使用中要装卸方便、省力、安全，尽量减少辅助时间。(3)夹具应便于与机床工作台面及工件定位面间定位连接。733 加工中心的工艺设计加工中心的工艺设计6刀具的选择 刀具的正确选择和使用是影响零件加工质量的重要因素。对加工中心来说，要强调选用高性能刀具，充分发挥机床的效率，提高加工精度。733 加工中心的工艺设计加工中心的工艺设计7切削用量的选择 7.34 加工进给路线的确定加工进给路线的确定 1孔加工进给路线(1)xOy平面内的进给路线：1)定位迅速、空行程路线短。2)定位准确。3)当定位迅速与定位准确不能同时满足时，应抓住主要矛盾，若按最短进给路线能保证定位精度，则取最短路线。反之，应取能保证定位准确的路线。7.34 加工进给路线的确定加工进给路线的确定(2)刀具在z向的进给路线：刀具在z向的进给路线分为快速移动进给路线和工作进给路线。7.34 加工进给路线的确定加工进给路线的确定（3)3)切入、切出距离切入、切出距离 n n加工盲孔时，工作进给距离为：加工盲孔时，工作进给距离为：n n Z ZF FZ Za a+H+T+H+Tt t n n加工通孔时，工作进给距离为：加工通孔时，工作进给距离为：n n Z ZF FZ Za a+H+Z+H+Zo o+T+Tt t 7.34 加工进给路线的确定加工进给路线的确定2 2铣削加工进给路线铣削加工进给路线 (1)(1)铣削开口不通槽时，铣刀在铣削开口不通槽时，铣刀在z z向可直接快速移动向可直接快速移动到位，不需工作进给。到位，不需工作进给。(2)(2)铣削封闭槽铣削封闭槽(如键槽如键槽)时，铣刀需有一切入距离，时，铣刀需有一切入距离，先快速移动到距工件表面一定高的位置，然后以先快速移动到距工件表面一定高的位置，然后以工作进给速度进给至铣削深度。工作进给速度进给至铣削深度。(3)(3)铣削轮廓及通槽时，铣刀应有一切出距离，可直铣削轮廓及通槽时，铣刀应有一切出距离，可直接快速移动到距工件表面一定切出距离的位置上，接快速移动到距工件表面一定切出距离的位置上，7.34 加工进给路线的确定加工进给路线的确定7.4典型零件的加工中心加工工艺分析典型零件的加工中心加工工艺分析 盖板是机械加工中常见的零件，加工表面有平面和孔，通常需经铣平面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔及攻螺纹等工步才能完成。下面以盖板为例介绍其加工中心加工工艺。盖板加工工艺分析盖板加工工艺分析盖板加工工艺分析盖板加工工艺分析1零件图分析，选择加工内容2选择加工中心 3.工艺设计：(1)选择加工方法(2)确定加工顺序(3)确定装夹方案和选择夹具 (4)选择刀具(5)确定进给路线(6)选择切削用量